Для решения задачи рассчитаем объем водорода (H2), который выделится при реакции замещения с магнием (Mg). Важно учитывать, что в магнии есть примеси. Давайте разберем шаги по решению.
Шаг 1: Определение массы чистого Mg
В задаче указано, что у нас есть 500 граммов магния, содержащего 12% примесей. Это значит, что чистого магния в данной массе:
[
\text{Чистый Mg} = \text{Общая масса} \times (1 - \text{процент примесей}) = 500 , \text{г} \times (1 - 0.12) = 500 , \text{г} \times 0.88 = 440 , \text{г}
]
Шаг 2: Рассчитываем количество молей Mg
Теперь мы найдем количество молей чистого магния. Для этого воспользуемся молярной массой магния, которая равна приблизительно 24 г/моль.
[
n(\text{Mg}) = \frac{\text{масса Mg}}{\text{молярная масса}} = \frac{440 , \text{г}}{24 , \text{г/моль}} \approx 18.33 , \text{моль}
]
Шаг 3: Пишем уравнение реакции
Магний может реагировать с кислородом (O2) в присутствии воды (или кислоты) для получения водорода и магний восстанавливается до оксида или соли. Для простоты представим, что Mg реагирует с кислородом для получения MgO и выделяется H2:
[
Mg + 2HCl \rightarrow MgCl_2 + H_2
]
Шаг 4: Определяем, сколько H2 выделится
Из уравнения видно, что 1 моль Mg дает 1 моль H2. Значит, если мы имеем 18.33 моль Mg, то получим:
[
n(H2) = n(Mg) = 18.33 , \text{моль}
]
Шаг 5: Рассчитываем объем H2
При нормальных условиях (NTP) 1 моль газа занимает 22.4 литра. Следовательно, объем выделившегося водорода можно рассчитать так:
[
V(H2) = n(H2) \times 22.4 , \text{л/моль} = 18.33 , \text{моль} \times 22.4 , \text{л/моль} \approx 410.43 , \text{л}
]
Ответ
Таким образом, если в реакцию вступит 500 граммов магния, содержащего 12% примесей, то выделится примерно 410.43 литров водорода (H2).
